Este documento apresenta os objetivos e conceitos fundamentais do endereçamento IP, incluindo a estrutura e classificação de endereços IPv4, atribuição de endereços por provedores de internet e dentro de redes, e ferramentas para teste da camada de rede como PING e Traceroute.
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Objetivos
Estrutura do endereçamento IP.
A partir de um endereço IPv4, classificar por tipo e descrever
como é usado na rede.
Explicar como os endereços são designados a redes pelos
provedores de Internet e dentro de redes pelos administradores.
A partir das informações e critérios de projeto de um
endereçamento IPv4, calcular os componentes de
endereçamento adequados.
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IP (Internet Protocol)
Protocolo da camada de rede;
Projetado para interligação de redes;
Oferece transporte de datagramas entre origem e destino (sem
garantias);
Independente das máquinas estarem na mesma rede ou de haver
outras redes entre elas;
Datagramas podem ser fragmentados;
Quando chegam no destino, são remontados e entregues;
Definido na RFC 791.
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Endereçamento IP
A entidade global responsável pelo registro e atribuição
dos endereços é a IANA (http://www.iana.org/), que
delega faixas de endereços às RIRs (Regional Internet
Registries), entidades menores, que ficam responsáveis
por delegar os endereços regionalmente.
Nos EUA, por exemplo, a entidade responsável é a
ARIN (http://www.arin.net/) e no Brasil é a LACNIC
(http://www.lacnic.net/pt/). Estas entidades são
diferentes das responsáveis pelo registro de domínios,
como o Registro.br.
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A atribuição de endereços IP para os computadores que
se conectam a Internet é coordenada por autoridades de
abrangência mundial, de maneira a evitar a duplicação e a
má distribuição de endereços.
IANA
APNIC
Asia e Pacífico
ARIN
Américas, Caribe e
África
RIPE NCC
Europa
HIERARQUIA DE
REGISTRO DE
ENDEREÇOS NA
INTERNET
NIC
Brasil
Autoridades
Regionais de
Registro na
Internet
Autoridades
Locais de
Registro na
Internet
Endereçamento IP
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Estrutura do Endereço IP
Endereço binário de 32 Bits
Representado utilizando a forma decimal pontuada
•Cada byte do padrão binário, chamado de octeto, é separado
com um ponto
•Por exemplo, o endereço:
• 10101100000100000000010000010100 é expresso no formato
decimal com pontos como: 172.16.4.20
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A relação entre notação decimal com ponto e números
binários
Bit 7 Bit 6 Bit 5 Bit 4 Bit 3 Bit 2 Bit 1 Bit 0
Octeto (8 bits)
Valor decimal
128 64 32 16 8 4 2 1
27 26 25 24 23 22 21 20
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Estrutura do Endereço IP
A porção de bits mais significativa representa o
endereço de rede
Um número variável de bits chamado de porção de
host e determina o número de hosts que pode-se ter
na rede
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Estrutura do Endereço IP
Conversão Binário para Decimal
Analisaremos cada byte (octeto) como um número decimal no
intervalo de 0 a 255
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Classifique e Defina Endereços IPv4
Prefixo de Rede
•O tamanho do prefixo é o número de bits no endereço que nos
dá a porção de rede.
•Para o endereço de exemplo 172.16.4.0/24 o /24 é o tamanho
do prefixo
•Indica que os 24 bits mais significativos são o endereço de rede
deixando 8 bits para a porção de host
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Classifique e Defina Endereços IPv4
Tipos de Comunicação
•Unicast
•Broadcast
Limitado
Direcionado
•Multicast
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Classifique e Defina Endereços IPv4
Intervalos de Endereços IPv4 Resevados
Tipos de
Endereço
Uso
Faixa de Endereços IPv4
Reservados
RFC
Endereço de
Host
Usado por hosts com
endereço IPv4
0.0.0.0 até 223.255.255.255 790
Endereço
Multicast
Usados por grupos multicast
em uma rede local
224.0.0.0 até 239.255.255.255 1700
Endereço
Experimental
•Usado para pesquisa e
experimentação
•Atualmente não podem ser
usados por hosts em redes
IPv4
240.0.0.0 até 255.255.255.254
1700
3330
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Faixa de endereços IP em uma rede
O 1º endereço é o Endereço da Rede
O último endereço é o Endereço de Broadcast
Os Endereços de Rede e de Broadcast não podem ser
usados em hosts.
Assim, se uma rede possui n endereços, pode possuir
no máximo n-2 hosts.
Veja os exemplos no próximo slide
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Classifique e Defina Endereços IPv4
Endereços Públicos e Privados
de 192.168.0.0 a
192.168.255.255
(192.168.0.0 /16)
de 10.0.0.0 a
10.255.255.255
(10.0.0.0 /8)
de 172.16.0.0 a
172.31.255.255
(172.16.0.0 /12)
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Classifique e Defina Endereços IPv4
Endereços IPv4 Especiais
•Endereço de Rede e de Broadcast
•Rota padrão 0.0.0.0 / 0.0.0.0
•Loopback (127.0.0.1 [127.0.0.0 a 127.255.255.255])
•Endereços Locais de Link
(169.254.0.0/16)
•Endereços TEST-NET
(192.0.2.0/24)
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Classifique e Defina Endereços IPv4
Histórico de Endereçamento IPv4
•Dividido em Classes – Chamado endereçamento Classful
•Despediçava muitos endereços
• Endereços Classless
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Atribuindo Endereços
Planejamento do Endereçamento de Rede
•Evitar a duplicação de endereços
•Fornecer e controlar o acesso
•Monitorar a segurança e o desempenho
• Endereço
Público x Privado
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Endereçamento de Dispositivos Finais
Estático – Atribuído manualmente
Dinâmico – Atribuído através do Protocolo DHCP
Atribuindo Endereços
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Atribuindo Endereços
Endereço Estático
•Servidores e Impressoras
•Hosts acessíveis pela Internet
•Dispositivos
intermediários
•Roteadores e
Firewalls
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Atribuindo Endereços
O uso de endereços públicos é regulado
Uma organização deve ter um intervalo alocado
IANA – Internet Assigned Numbers Authority é a
detentora dos endereços IP
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Atribuindo Endereços
Provedores de Internet
•Fornecem pequeno número de endereços aos clientes
•Níveis de ISP
Nacionais ou internacionais
Focam clientes
comerciais
Focam em mercados
domésticos e de serviços em
um local específico
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Determinar a Porção de Rede do Endereço de
Host e o Papel da Máscara de Sub-rede
Máscara de Sub-rede – Definição da Rede e das
Porções de Host
• Prefixo e a máscara de sub-rede são modos diferentes de
representar a mesma coisa - a porção de rede de um endereço.
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Determinar a Porção de Rede do Endereço de
Host e o Papel da Máscara de Sub-rede
Operação lógica AND
•Utilizada para determinar o endereço de rede
•Roteadores usam para determinar uma rota
•Hosts usam para determinar
se o pacote é direcionado
para rede local ou
gateway
1 AND 1 = 1
1 AND 0 = 0
0 AND 1 = 0
0 AND 0 = 0
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Determinar a Porção de Rede do Endereço de
Host e o Papel da Máscara de Sub-rede
Utilizando o AND lógico.
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Determinar a Porção de Rede do Endereço de
Host e o Papel da Máscara de Sub-rede
Observe os passos para a conversão
1. Converter o endereço de host para binário
2. Converter o prefixo /20 em máscara de sub-rede binária
3. Realizar o AND lógico da máscara com o host
4. Converta o endereço obtido em decimal
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Calculando Endereços
Criação de sub-redes
•Permite criar múltiplas redes lógicas
•Pega-se bits emprestados da porção de host
•2n = número de sub-redes
•2n-2 = número de hosts
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Diretrizes para endereçamento IP
Ao atribuir identificações de rede e host:
Não usar 127 como identificação de rede
Somente usar endereços registrados públicos onde for
essencial fazê-lo
Usar a faixa de endereços privados do IANA para
endereços privados
Não usar todos os números 1 binários para a identificação do
host em uma rede baseada em classes
Não usar todos os números 0 binários para a identificação de
rede em uma rede baseada em classes
Não repetir identificações de host
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Testando a Camada de Rede
PING – utilitário para testar conectividade entre hosts
Utiliza um protocolo de camada 3, o Internet Control
Message Protocol (ICMP)
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Testando a Camada de Rede
Use o ping para verificar que o host pode se comunicar
com o gateway através da rede local
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Testando a Camada de Rede
Use o ping para verificar que o host pode se comunicar
através do gateway com um dispositivo em outra rede
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Testando a Camada de Rede
Use o tracert/traceroute para observar o caminho entre
dois dispositivos que se comunicam através da rede
43. Atividade
• Responda as seguintes questões do Capítulo
5 “A Camada de Rede” do livro “Redes de
Computadores“ de Andrew Tanenbaum:
– Questões de Revisão 37, 38, 42, 51 e 52.
– O trabalho poderá ser realizado em
duplas ou individualmente e entregue até
o final da aula.